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凹凸棒土负载硫化纳米零价铁的制备及其去除水中As(Ⅲ)性能研究
近年来，水资源遭到严重污染已成为全球性难题，水中As(Ⅲ)的高含量更是一个不可忽视的问题。本文以凹凸棒土(AOB)为载体，采用负载硫化纳米零价铁(nZVI)的技术，制备高效去除水中As(Ⅲ)的新型材料，旨在提供一种新思路和方法，解决水资源中污染物的去除问题。
首先，研究利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和恒电位荧光法测量AOB和负载nZVI的表征，并探究负载nZVI的最佳载量。实验结果表明，AOB的比表面积大，孔径分布较发达，在热处理前后表面面积、孔径分布均发生了明显变化；同时，负载nZVI的最佳载量为2.5g/g。
其次，通过逐步添加As(Ⅲ)溶液的方式，探究制备的AOB-nZVI对As(Ⅲ)的去除效果。实验结果表明，AOB-nZVI对As(Ⅲ)的去除率随着时间的延长而逐渐升高，去除反应符合准二级反应动力学，最佳反应时间为180min；此外，去除效率改变不明显，表明AOB-nZVI有一定的抗干扰能力。
进一步解析其机制，实验表明，AOB-nZVI对As(Ⅲ)的去除主要来源于氧化还原反应。首先，As(Ⅲ)被氧化为As(V)，然后被捕获在AOB-nZVI上，并进一步转化为As(Ⅲ)。因此，AOB-nZVI的去除As(Ⅲ)的机制主要是利用nZVI还原方式以及强化AOB与As(V)的相互作用。
最后，进行重复实验验证其应用性。实验表明，在不同的初始As(Ⅲ)浓度下，AOB-nZVI对As(Ⅲ)的去除效率均高于99%。通过反复实验的数据证实，AOB-nZVI具有良好的再生和重复利用性能。AOB-nZVI是一种具有良好应用潜力的新型材料，可快速、有效地去除As(Ⅲ)污染物。
综上所述，本研究成功制备了AOB-nZVI，通过实验验证了其作为高效去除水中As(Ⅲ)的材料的应用潜力。我们希望这项研究能够为水资源的污染治理提供新思路和新方法，为保护地球、保护我们的生态环境做出自己的贡献。